Generación de código intermedio.

Unidad II: Análisis semántico
Se compone de un conjunto de rutinas independientes, llamadas por los
analizadores morfológico y sintáctico.
El análisis semántico utiliza como entrada el árbol sintáctico detectado por el
análisis sintáctico para comprobar restricciones de tipo y otras limitaciones
semánticas y preparar la generación de código.
En compiladores de un solo paso, las llamadas a las rutinas semánticas se
realizan directamente desde el analizador sintáctico y son dichas rutinas las que
llaman al generador de código. El instrumento más utilizado para conseguirlo es la
gramática de atributos.
2.1
Notaciones
Las notaciones son una forma especial en la que se pueden expresar una
expresión matemática y puedan ser de 3 formas: infija, prefija y posfija. Los
prefijos, Pre - Pos - In se refieren a la posición relativa del operador con respecto a
los dos operandos.
2.1.1 Prefija
La expresión o notación prefija nos indica que el operador va antes de los
Operandos sus características principales son:

Los operadores conservan el mismo orden que la notación infija
equivalente.

No requiere de paréntesis para indicar el orden de precedencia de
operadores ya que él es una operación.

Se evalúa de izquierda a derecha hasta que encuentra el primer operador
seguido inmediatamente de un par de operando.

Se evalúa la expresión binaria y el resultado se cambia como un nuevo
operando. Se repite hasta que nos quede un solo resultado.

El orden es operador, primer operando, segundo operando.
2.1.2 Infija
La expresión o notación infija es la forma más común que utilizamos para
escribir expresiones matemáticas, estas notaciones se refiere a que el
operador esta entre los operadores. La notación infija puede estar
completamente parentizada o puede basarse en un esquema de
precedencia de operadores así como el uso de paréntesis para invalidar los
arreglos al expresar el orden de evaluación de una expresión:
3*4 = 12
3*4+ = 14
3*(4+2) = 18
La notación infija tiene el problema de que en expresiones con más de un
operador existe ambigüedad sobre cuál es el orden de evaluación. Por
ejemplo, la expresión 8/4/2 se puede interpretar como (8/4)/2 o bien 8/(4/2).
Las otras notaciones no sufren este problema.
La notación habitual. El orden es primer operando, operador, segundo
operando.
2.1.3 Postfija

Como su nombre lo indica se refiere a que el operador ocupa la posición
después de los operandos sus características principales son:

El orden de los operandos se conserva igual que la expresión infija
equivalente no utiliza paréntesis ya que no es una operación ambigua.

La operación posfija no es exactamente lo inverso a la operación prefija
equivalente.

El orden es primer operando, segundo operando, operando.
(A+B)*C AB+C*
Ejemplo:
Si deseamos representar las expresiones (2+(3*4)) = xy ((2+3)*4) = x en las
tres notaciones mencionadas, el resultado sería:
(2+(3*4)) = x
((2+3)*4) = x
Notación postfija
234*+x=
23+4*x=
2.2
Representaciones de código intermedio
2.2.1 Notación Polaca
La notación polaca es la originada por un Autómata con pila, en la que los
operadores siempre preceden a los operandos sobre los que actúan, y que
tiene la ventaja de no necesitar paréntesis:


Se utiliza principalmente para la representación de expresiones
aritméticas.
Expresión a notación polaca inversa.
Algoritmo
 Representa la expresión en forma de árbol sintáctico.
 Recorrer el árbol en postorden
Ejemplo: a + b * c-d
Código a b c * + dVentajas y desventajas de la notación polaca

Generación de código: simple, no utiliza registros.

Optimización: es difícil de reordenar ya que hay que
considerar el contenido de la pila.

Interpretación rápida: es muy fácil de interpretar ya que solo
necesita una pila.

Transportable: si, ya que todos los procesadores implementan
una pila.
2.2.2
Código P
El código P comenzó como un código ensamblador objetivo estándar
producido por varios compiladores Pascal en la década de 1970 y principios
de la de 1980. Fue diseñado para código real para una máquina de pila
hipotética la idea era hacer que los compiladores de Pascal se
transportaran fácilmente requiriendo solo que se volviera a escribir el
intérprete de la maquina P para una plataforma, el código P también a
probado ser útil como código intermedio y sean utilizado varias extensiones
y modificaciones del mismo en diverso compiladores de código nativo, la
mayor parte para lenguaje tipo Pascal.
Como el código P fue diseñado para ser directamente ejecutable, contiene
una descripción implícita de un ambiente de ejecución particular que incluye
tamaños de datos, además de mucha información específica para la
maquina P, que debe conocer si se desea que un programa de código P se
comprensible. La máquina P está compuesta por una memoria de código,
una memoria de datos no específica para variables nombre das y una pila
para datos temporales, junto como cualquiera registro que sea necesario
para mantener la pila y apoyar la ejecución.
2.2.3
Triplos
• <Operador>, <operando1>, <operando2>
• El resultado se asocia al número de tripleta
Ejemplo: W * X + (Y + Z)
1. *, W, X
2. +, Y, Z
3. +, (1), (2)
Control de flujo:
IF X>Y THEN Z=X ELSE Z=Y+1
1. >, X, Y
2. Saltar si falso, (1), 5
3. =, Z, X
4. Saltar,, 7
5. +, Y, 1
6. =, Z, (5)
Problema
La optimización supone mover tripletas y hay que recalcular las referencias.
2.2.4 Cuádruplos
• <Operación>, <operando1>, <operando2>, <resultado>
Ejemplo:
(A+B)*(C+D)-E
+, A, B, T1
+, C, D, T2
*, T1, T2, T3
-, T3, E, T4
Las cuádruplas facilitan la aplicación de muchas optimizaciones, pero hay
que tener un algoritmo para la reutilización de las variables temporales
(reutilización de registros del procesador).
2.3
Esquema de generación
Los esquemas de generación son las estrategias o acciones que se
deberán realizarse y tomarse en cuenta en el momento de generar código
intermedio.
Los esquemas de generación dependen de cada lenguaje. Tomaremos
algunos esquemas de generación del lenguaje C.
2.3.1 Variables y constantes
Las variables y constantes deben separarse de tal manera que queden
las expresiones una por una de manera simple.
Por ejemplo int a,b,c; se descompone a int a; int b; intc;
respectivamente.
2.3.2 Expresiones
En esta función recibe una cadena que representa una línea de código
intermedio y toma las medidas oportunas para que ese código se utilice.
Estas medidas pueden ser escribir la línea en un fichero adecuado,
almacenar la instrucción en una lista que después se pasará a otros
módulos, o cualquier otra que necesitemos en nuestro compilador.
Expresiones aritméticas
Son aquella donde los operadores que intervienen en ella son numéricos, el
resultado es un número y los operadores son aritméticos. Los operadores
aritméticos más comúnmente utilizados son: +, - , * , / y %.
Comenzamos el estudio por las expresiones aritméticas. Lo que tendremos
que hacer es crear por cada tipo de nodo un método que genere el código
para calcular la expresión y lo emita. Ese código dejará el resultado en un
registro, cuyo nombre devolverá el método como resultado.
Para reservar estos registros temporales, utilizaremos una función, reserva.
En principio bastar ‘a con que esta función devuelva un registro distinto
cada vez que se la llame.
Cada nodo generará el código de la siguiente manera:

Por cada uno de sus operandos, llamara al método correspondiente
para que se evalúe la sub expresión. Si es necesario, reservara un
registro para guardar su resultado.

Emitirá las instrucciones necesarias para realizar el cálculo a partir
de los operandos.
2.3.3 Instrucciones de asignación
La sintaxis general de la instrucción de asignación es:
nombre_de_la_variable = valor
El valor a la derecha del signo igual puede ser una constante, otra variable
o una expresión que combine constantes y variables, pero siempre la
variable y su valor deben ser del mismo tipo de dato.
Ejemplos:
edad% = 5
area! = 12.3
nombre$ = “Pedro”

Instrucciones de asignación compuesta
Las instrucciones de asignación compuesta realizan primero una operación
en una expresión antes de asignarla a un elemento de programación. En el
siguiente ejemplo se muestra uno de estos operadores, +=, que incrementa
el valor de la variable del lado izquierdo del operador con el valor de la
expresión de la derecha.
Una instrucción de asignación asigna el valor de una expresión a una
variable. En general, si la variable que se va a asignar es una propiedad, la
propiedad debe ser de lectura y escritura o de sólo escritura; en caso
contrario, se produce un error de compilación. Si la variable es una variable
de sólo lectura, la asignación debe producirse en un constructor Shared o
un constructor de instancia apropiado para el tipo de la variable; en caso
contrario, se producirá un error de compilación.
2.3.4 Instrucciones de control
Esta forma de programación sólo permite resolver problemas sencillos.
Para resolver problemas más complejos, nos puede interesar que
dependiendo de los valores de los datos, se ejecuten unas instrucciones u
otras.
Las instrucciones condicionales nos van a permitir representar éste tipo de
comportamiento. Sentencias IF y SWITCH. En otros casos, nos
encontraremos con la necesidad de repetir una instrucción o instrucciones
un
número
determinado
de
veces.
En
éstos
casos
utilizaremos
instrucciones de control iterativas o repetitivas (ciclos). Sentencias WHILE,
DO-WHILE y FOR.
2.3.5 Funciones
Las funciones pueden reducir a en línea, lo que se hace que expandir el
código original de la función.
Las funciones se descomponen simplificando los parámetros de manera
individual al igual que el valor de retorno.